نظرة عامة على السوق العالمية
وباعتباره بلاستيكًا هندسيًا حراريًا غير متبلور عالي الأداء، يُحدث البوليمر المشترك سيكلوليفين (COC) ثورة في المواد في المجالات المتطورة مثل الأجهزة البصرية والتغليف الطبي واتصالات الجيل الخامس، وذلك بفضل خصائصه البصرية الممتازة ومقاومته للحرارة وتوافقه الحيوي.
حالات التطبيق النموذجي:
هذه المادة المتخصصة، المعروفة باسم “الكريستال البلاستيكي”، تشهد سوق COC/COP العالمية نموًا سريعًا. ووفقًا لأحدث بيانات البحث، بلغ حجم سوق COC العالمي ما يقرب من 1.134 مليار دولار أمريكي في عام 2024، ومن المتوقع أن ينمو إلى 1.751 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2031، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 6.5%.
توزيع الطاقة الإنتاجية العالمية
وفي الوقت الحالي، تتركز الطاقة الإنتاجية العالمية لمركبات ثاني أكسيد الكربون/البوليمرات المكلورة بشكل رئيسي في الشركات اليابانية. ووفقاً لإحصاءات معهد بحوث السوق الكيميائية:
47,600 طن
لطالما احتكرت هذه الشركات السوق العالمية بمزاياها التكنولوجية التي كانت المحرك الأول لها. ويرافق تطورها الصناعي عوائق تقنية وتحديات سلسلة التوريد. ومن بين هذه العوائق، أصبحت عملية التحويل إلى منتجات عالية الجودة، باعتبارها حلقة رئيسية في مراقبة الجودة، نقطة اختراق تكنولوجي أساسية لدخول السوق الراقية.
ثانيًا. سلسلة الصناعة في المنبع والمصب
وتتميز سلسلة صناعة مركبات الكربون المكلورة بخاصية “الضيق في كلا الطرفين والصعوبة في المنتصف”، مع وجود حواجز تقنية عالية من تخليق المونومر في المرحلة الأولية إلى تطوير التطبيقات في المرحلة النهائية.
جزء المنبع
النوربورنين (NB)، باعتباره المونومر الأساسي، فإن تكنولوجيا إنتاجه محظورة بشكل صارم من قبل الشركات اليابانية. وعلى الصعيد المحلي، تمتلك شركة لوجينج كيميكال فقط مصنعًا لتخليق المونومر بطاقة إنتاجية تبلغ 500 طن/سنوياً، وهو ما لا يلبي الطلب على الطاقة الإنتاجية المخطط لها.
البلمرة في منتصف الطريق
ويتمثل جوهر قطاع البلمرة في مرحلة البلمرة الوسيطة في تكنولوجيا تحفيز الميتالوسين. تعتمد COC عملية البلمرة بالإضافة، حيث تفتح مونومرات الإيثيلين والنوربورنورين روابط π الخاصة بها لتشكيل بوليمر مشترك عشوائي تحت تأثير محفزات الميتالوسين مثل الزركونوسين.
تطبيقات المصب
يُظهر تطوير التطبيقات النهائية اتجاهًا متنوعًا، حيث تطرح مجالات مختلفة متطلبات متباينة لأداء مركبات الكربون الموزعة. تتطلب المكونات البصرية نفاذية عالية للضوء وانخفاض الانكسار، بينما تركز العبوات الطبية على التوافق الحيوي ومقاومة التعقيم.
تدفق عملية إنتاج ثاني أكسيد الكربون COC
ثالثًا: ثالثًا. الاختناقات التقنية
وفي الوقت الحالي، تتركز الطاقة الإنتاجية العالمية لمركبات ثاني أكسيد الكربون/البوليمرات المكلورة بشكل رئيسي في الشركات اليابانية. ووفقاً لإحصاءات معهد بحوث السوق الكيميائية:
توزيع الطاقة الإنتاجية للشركات اليابانية
تبلغ الطاقة الإنتاجية لشركة Zeon Corporation 47,600 طن
تبلغ الطاقة الإنتاجية للبولي بلاستيك 35,000 طن
تبلغ الطاقة الإنتاجية لشركة ميتسوي للكيماويات 6,400 طن
تبلغ الطاقة الإنتاجية لشركة JSR Corporation 5,000 طن
العوائق التقنية
لطالما احتكرت هذه الشركات السوق العالمية بمزاياها التكنولوجية التي كانت المحرك الأول لها. ويرافق تطورها الصناعي عوائق تقنية وتحديات سلسلة التوريد. ومن بين هذه العوائق، أصبحت عملية التحويل إلى منتجات عالية الجودة، باعتبارها حلقة رئيسية في مراقبة الجودة، نقطة اختراق تكنولوجي أساسية لدخول السوق الراقية.
رابعًا. تقنية تحويل المونومر إلى مونومر
هناك العديد من الاختناقات التقنية في عملية إنتاج البوليمرات المشتركة للبوليمرات الحلقية الحلزونية، ومن بينها عملية إزالة التذويب التي تعد إحدى الحلقات الرئيسية التي تؤثر على جودة المنتج وتكاليف الإنتاج. وتعد عملية التذويب عملية يتم فيها تطاير المونومرات أو المذيبات غير المتفاعلة عن طريق التسخين وإزالتها من البوليمر.
يجب أن تأخذ هذه العملية في الاعتبار التسخين الفعال لرفع درجة الحرارة لرفع درجة الحرارة لتطاير المونومرات والمذيبات، مع السماح للبوليمر بالوصول إلى أعلى من نقطة التليين واكتساب السيولة، ولكن في نفس الوقت تجنب السخونة الزائدة التي من شأنها أن تضر بالوزن الجزيئي للبوليمر ولونه وخصائصه الأخرى.
المتطلبات الفنية لعملية التفكيك
بالنسبة إلى البوليمرات عالية الأداء مثل COC/COP، تكون متطلبات عملية إزالة التفكك صارمة بشكل خاص. إن إزالة التفكك من البوليمرات المنصهرة هي عملية فصل تتحكم فيها الديناميكا الحرارية وانتقال الكتلة، وتحتاج معالجتها الفعالة إلى تلبية شروط مختلفة:
انتشار الفتيل
زيادة مساحة السطح المحددة عن طريق تشكيل أغشية رقيقة أو خيوط رقيقة
نقل الفقاعات
عندما يكون ضغط البيئة التي يوجد بها محلول البوليمر أقل من ضغط بخار المكونات المتطايرة، سيتكون عدد كبير من الفقاعات لتحسين كفاءة نقل الكتلة
حدود انتقال الحرارة
تحكم مناسب في درجة الحرارة لتجنب تدهور أو تلف بنية البوليمر الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة
V. مقدمة في التكنولوجيا
مبدأ العملية
تحقق عملية DODGEN لإزالة المواد المتطايرة DODGEN إزالة فعالة للمذيبات والمواد المتطايرة الأحادية في إنتاج ثاني أكسيد الكربون من خلال المبادلات الحرارية عالية الكفاءة وتقنية الفصل بالتفريغ. ويشمل جوهرها ما يلي:
الفصل متعدد المراحل
اعتماد تصميم الفصل المتسلسل ثلاثي المراحل لتقليل التركيز المتطاير خطوة بخطوة
تحكُّم دقيق
درجة حرارة التشغيل 220-260 درجة مئوية، درجة تفريغ الهواء ≤3 كيلو باسكال، مما يضمن تطاير المكونات المتطايرة بشكل كافٍ
المزايا التقنية
التحكم في المخلفات
قادرة على التحكم في بقايا سايكلو هكسان الحلقي الهكسان أقل من 200 جزء في المليون
الحد من استهلاك الطاقة
35% أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من عمليات البثق اللولبية المزدوجة التقليدية، مع زيادة معدل استرداد المذيبات إلى 99.5%
الامتثال البيئي
خفض انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة إلى 15 مجم/م³، مما يفي بمتطلبات لوائح REACH للاتحاد الأوروبي
